Raziskovalci na Univerzi v Hirošimi so vse bližje odkrivanju molekularnih procesov, ki stojijo za tem, kako poplave rastlinam odvzamejo kisik. To bo pripomoglo k ustvarjanju pridelkov, bolj odpornih na poplave. Portal Phys.org.
Po podatkih Svetovne banke so poplave globalno tveganje, ki ogroža življenja in lastnino milijard ljudi. Še več ljudi grozi lakota zaradi poplav: voda lahko poplavi pridelke. Raziskovalci so zdaj bližje identifikaciji molekularni procesiv osnovi, kako poplave rastlinam odvzamejo kisik. To bo pomagalo ustvariti bolj odporne pridelke.
Z meta-analiza, ki vključuje ponovno analizo podatkov iz drugih študij na splošno, je ekipa iz podiplomske šole za integrirane znanosti o življenju na Univerzi v Hirošimi našla več skupnih geni in sorodni mehanizmi pri rižu (Oryza sativa) in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Znanstveniki so svoje rezultate raziskav objavili v reviji življenje.
"Hipoksija je abiotski stres za rastline, ki ga pogosto povzročijo poplave," je dejal soavtor študije Keita Tamura, ki se nanaša na pomanjkanje kisika zaradi prenasičenosti. »Čeprav je bilo v preteklosti opravljenih veliko raziskav, smo mislili, da je to skrito bioloških mehanizmov je mogoče odkriti z analizo več študij z uporabo metaanalize javno dostopnih podatkov.«
Ekipa se je osredotočila na riž in vodno krešo, saj je bila genetika obeh vrst predhodno obsežno raziskana. Po besedah Tamure velja tudi riž za enega najpomembnejših pridelkov na svetu, ki služi kot glavni živilski izdelek za več kot štiri milijarde ljudi, po podatkih svetovalne skupine za mednarodne raziskave v kmetijstvu, zato je treba razumeti, kako preprečiti, da bi se rastlina odzvala na hipoksija, je ključnega pomena.
Raziskovalci so identificirali 29 parov podatkov o zaporedju RNK za Arabidopsis in 26 parov za riž v normalnih pogojih in pogojih s pomanjkanjem kisika iz razpoložljivih podatkovnih nizov. Profesor Hidemasa Bono pravi, da sekvenciranje RNA vključuje dešifriranje genetskega načrta subjekta na dani točki, kar pomeni, da se podatki lahko uporabijo za preučevanje, kateri geni so povzročili katere spremembe.
"Z analizo podatkov o sekvenciranju RNK smo identificirali 40 in 19 genov z uravnavanjem in uničenjem pri obeh vrstah," je dejal Bono. "Med njimi so bili nekateri transkripcijski faktorji WRKY in cinamat-4-hidroksilaza, katerih vloga pri odzivu na hipoksijo ostaja neznana, na splošno povečani tako pri Arabidopsisu kot pri rižu."
Po Bonu ta splošna regulacija pomeni, da postanejo ti molekularni mehanizmi bolj aktivni, ko primanjkuje kisika, kar kaže na njihovo specifično mehanično odgovornost za odziv rastlin.
Bono in Tamura sta svoje rezultate primerjala s podobno metaanalizo hipoksije v človeških celicah in vzorcih tkiv. Ugotovili so, da sta dva od pogosto aktiviranih genov v riž in Arabidopsis sta bila zatrta v svojih človeških dvojnikih.
"Naša meta-analiza nakazuje različne molekularne mehanizme za hipoksijo pri rastlinah in živalih," je dejal Bono. »Pričakuje se, da bodo kandidatni geni, identificirani v tej študiji, osvetlili nove molekularne mehanizme odziva rastlin na hipoksijo. Končno nameravamo manipulirati z enim od kandidatnih genov s tehnologijo za urejanje genoma, da bi ustvarili rastline, odporne na poplave.